第1章-室内供暖系统的设计热负荷.ppt

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1、第一章第一章 室内供暖系统的设计热负荷室内供暖系统的设计热负荷1概述概述l 供暖系统设计热负荷是供暖设计中最基本供暖系统设计热负荷是供暖设计中最基本的数据。它直接影响供暖系统方案的选择的数据。它直接影响供暖系统方案的选择,供供暖管道管径和散热器等设备的确定，关系到供暖管道管径和散热器等设备的确定，关系到供暖系统的使用和经济效果。暖系统的使用和经济效果。2l 人们为了保证正常的生产和生活，要求室内保持一定人们为了保证正常的生产和生活，要求室内保持一定的温度。一个建筑物或房间可有各种得热和散失热量的途的温度。一个建筑物或房间可有各种得热和散失热量的途径。当建筑物或房间的失热量大于得热量时，为了保持

2、室径。当建筑物或房间的失热量大于得热量时，为了保持室内在要求温度下的热平衡，需要由采暖通风系统补给热量，内在要求温度下的热平衡，需要由采暖通风系统补给热量，以保证室内要求的温度。采暖系统通常利用散热器向房间以保证室内要求的温度。采暖系统通常利用散热器向房间散热，通风系统送入高于室内要求温度的空气，这样散热，通风系统送入高于室内要求温度的空气，这样,一方一方面向房间不断地补充新鲜空气，另一方面也为房间提供热面向房间不断地补充新鲜空气，另一方面也为房间提供热量。量。第一节第一节 采暖系统设计热负荷采暖系统设计热负荷1.1 1.1 采暖系统设计热负荷的基本概念采暖系统设计热负荷的基本概念采暖系统设计

3、热负荷的基本概念采暖系统设计热负荷的基本概念3 采暖系统的热负荷采暖系统的热负荷是指在某一室外温度下，为了达到要求是指在某一室外温度下，为了达到要求的室内温度，采暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。的室内温度，采暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它随着建筑物得失热量的变化而变化。它随着建筑物得失热量的变化而变化。采暖系统的设计热负荷采暖系统的设计热负荷是指在设计室外温度下，为了达到是指在设计室外温度下，为了达到要求的室内温度，采暖系统在单位时间内向建筑物供给的要求的室内温度，采暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它是设计采暖系统的最基本依据。热量。它是设计采暖系统的最基本依据。第一节第

4、一节 采暖系统设计热负荷采暖系统设计热负荷1.1 1.1 采暖系统设计热负荷的基本概念采暖系统设计热负荷的基本概念采暖系统设计热负荷的基本概念采暖系统设计热负荷的基本概念4第一节第一节 采暖系统设计热负荷采暖系统设计热负荷建筑物失热量：建筑物失热量：（1）围护结构的耗热量；）围护结构的耗热量；（2）加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量，称）加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量，称冷风冷风渗透耗热量渗透耗热量；（3）加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量，称）加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量，称冷风侵入耗热量；冷风侵入耗热量；（4）水分蒸发的耗热量；）水分蒸发的耗热量；

5、（5）加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量；）加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量；（6）通风耗热量。通风系统将空气从室内排到室外所带走的）通风耗热量。通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量；热量；（7）通过其它途径的耗热量。）通过其它途径的耗热量。1.2 1.2 建筑物得热量和失热量建筑物得热量和失热量建筑物得热量和失热量建筑物得热量和失热量5第一节第一节 采暖系统设计热负荷采暖系统设计热负荷建筑物得热量建筑物得热量：（1）生产车间最小负荷班的工艺设备散热量；）生产车间最小负荷班的工艺设备散热量；（2）热管道及其他热表面的散热量；）热管道及其他热表面的散热量；（3）热物料的散热量；

6、）热物料的散热量；（4）太阳辐射进入室内的热量。）太阳辐射进入室内的热量。此外，还会有通过其它途径此外，还会有通过其它途径散失或获得散失或获得的热量。的热量。1.2 1.2 建筑物得热量和失热量建筑物得热量和失热量建筑物得热量和失热量建筑物得热量和失热量6第一节第一节 采暖系统设计热负荷采暖系统设计热负荷l冬季采暖通风系统的热负荷，应根据建筑物或房间的得、失冬季采暖通风系统的热负荷，应根据建筑物或房间的得、失热量确定。热量确定。l对于没有由于生产工艺所带来得失热量而需设置通风系统的对于没有由于生产工艺所带来得失热量而需设置通风系统的建筑物或房间建筑物或房间(如一般的民用住宅建筑、办公楼等如一般

7、的民用住宅建筑、办公楼等)，失热量失热量只考虑上述的前三项耗热量。只考虑上述的前三项耗热量。得热量得热量只考虑太阳辐射进入室只考虑太阳辐射进入室内的热量。至于住宅中其它途径的得热量，如人体散热量、内的热量。至于住宅中其它途径的得热量，如人体散热量、炊事和照明散热量，一般散发量不大，且不稳定，通常可不炊事和照明散热量，一般散发量不大，且不稳定，通常可不予计入。予计入。1.3 1.3 热负荷确定的基本原热负荷确定的基本原热负荷确定的基本原热负荷确定的基本原则则则则第一节第一节 采暖系统设计热负荷采暖系统设计热负荷7第一节第一节 供暖系统设计热负荷供暖系统设计热负荷l在工程设计中，供暖系统的设计热负

8、荷，一般可分在工程设计中，供暖系统的设计热负荷，一般可分为以下几部分进行计算：为以下几部分进行计算：围护结构的基围护结构的基本耗热量本耗热量围护结构的附围护结构的附加耗热量加耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量1.3 1.3 热负荷确定的基本原热负荷确定的基本原热负荷确定的基本原热负荷确定的基本原则则则则l计算围护结构附加计算围护结构附加(修正修正)耗热量时，太阳辐射得热量耗热量时，太阳辐射得热量可采用对基本耗热量附加（减）的方法列入，而风力可采用对基本耗热量附加（减）的方法列入，而风力和高度影响用增加一部分基本耗热量的方法进行附加。和高度影响用增加一部分基本耗热量的

9、方法进行附加。8l 对没有装置机械通风系统的建筑物，对没有装置机械通风系统的建筑物，围护结构的耗热量围护结构的耗热量是指当室内是指当室内温度高于室外温度时，通过围护结构向外传递的热量。温度高于室外温度时，通过围护结构向外传递的热量。l 在工程设计中，计算采暖系统的设计热负荷时，常把它分成在工程设计中，计算采暖系统的设计热负荷时，常把它分成围护结围护结构的基本耗热量和附加构的基本耗热量和附加(修正修正)耗热量耗热量两部分进行计算。两部分进行计算。l基本耗热量基本耗热量是指在设计条件下，通过房间各部分围护结构是指在设计条件下，通过房间各部分围护结构(门、窗、墙、门、窗、墙、地板、屋顶等地板、屋顶等

10、)从室内传到室外的稳定传热量的总和。从室内传到室外的稳定传热量的总和。l附加附加(修正修正)耗热量耗热量是指围护结构的传热状况发生变化而对基本耗热量进是指围护结构的传热状况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量。附加行修正的耗热量。附加(修正修正)耗热量包括朝向修正、风力附加、高度耗热量包括朝向修正、风力附加、高度附加和外门附加等耗热量。附加和外门附加等耗热量。第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量9第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量围护结构稳定传热时，基本耗热量计算公式为：围护结构稳定传热时，基本耗热量计算公式为：W 式中式中 Q 围护结构的基本耗热量，围护结构的

11、基本耗热量，W；K 围护结构的传热系数，围护结构的传热系数，W(m2)；F 围护结构的传热面积，围护结构的传热面积，m2；采暖室内计算温度，采暖室内计算温度，；采暖室外计算温度，采暖室外计算温度，；a 围护结构的温差修正系数。围护结构的温差修正系数。整个建筑物或房间围护结构的基本耗热量等于它的围护结整个建筑物或房间围护结构的基本耗热量等于它的围护结构各部分基本耗热量的总和。应该注意，在进行计算时一定要构各部分基本耗热量的总和。应该注意，在进行计算时一定要注意单位的统一，通常均要采用法定单位。注意单位的统一，通常均要采用法定单位。q=KF(tn-tw)10l室内计算温度室内计算温度是指距地面是指

12、距地面2m以内人们活动地区的平均空气以内人们活动地区的平均空气温度。室内空气温度的选择，应满足人们生活和生产工艺温度。室内空气温度的选择，应满足人们生活和生产工艺的要求。的要求。l许多国家所规定的冬季室内温度标准，大致在许多国家所规定的冬季室内温度标准，大致在1622范范围内。根据国内有关卫生部门的研究结果认为：当人体衣围内。根据国内有关卫生部门的研究结果认为：当人体衣着适宜，保暖量充分且处于安静状况时，室内温度着适宜，保暖量充分且处于安静状况时，室内温度20比比较舒适，较舒适，18无冷感，无冷感，15是产生明显冷感的温度界限。是产生明显冷感的温度界限。2.12.1采暖室内计算温度采暖室内计算

13、温度采暖室内计算温度采暖室内计算温度第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量11 暖通规范规定，设计采暖系统时，冬季室内计算温度暖通规范规定，设计采暖系统时，冬季室内计算温度应根据建筑物用途，按下列规定采用：应根据建筑物用途，按下列规定采用：（1）民用建筑的主要房间民用建筑的主要房间，宜采用，宜采用1624；（2）工业建筑的工作地点工业建筑的工作地点，宜采用轻作业，宜采用轻作业1821；中作业中作业1618；重作业；重作业1416；过重作业；过重作业1214。（3）辅助建筑物及辅助用室辅助建筑物及辅助用室，不应低于下列数值：，不应低于下列数值：浴室浴室25；更衣室；更衣室25；办公室

14、、休息室；办公室、休息室18；食堂；食堂18；盥洗室、厕所；盥洗室、厕所12。当工艺或使用条件有特殊要求时，各类建筑物的室内当工艺或使用条件有特殊要求时，各类建筑物的室内温度可按照国家现行有关专业标准、规范执行。温度可按照国家现行有关专业标准、规范执行。第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量12第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量l采暖室外计算温度采暖室外计算温度 如何确定，对采暖系统设计有关键性的影如何确定，对采暖系统设计有关键性的影响。响。如采用过低的值如采用过低的值，在采暖运行期的绝大部分时间里，使设备，在采暖运行期的绝大部分时间里，使设备能力富裕过多，造成浪费

15、；能力富裕过多，造成浪费；如采用值过高如采用值过高，则在较长时间内不能，则在较长时间内不能保证采暖效果。因此，正确的确定和合理的采用采暖室外计算温保证采暖效果。因此，正确的确定和合理的采用采暖室外计算温度是一个技术与经济统一的问题。度是一个技术与经济统一的问题。2.22.2采暖室外计算温度采暖室外计算温度采暖室外计算温度采暖室外计算温度13 采用不保证天数方法的采用不保证天数方法的原则原则是：人为允许有几天是：人为允许有几天时间可以低于规定的采暖室外计算温度值，亦即容许时间可以低于规定的采暖室外计算温度值，亦即容许这几天室内温度可能稍低于室内计算温度这几天室内温度可能稍低于室内计算温度 值。不

16、保值。不保证天数根据各国规定而有所不同，有规定证天数根据各国规定而有所不同，有规定1天、天、3天、天、5天天等。等。第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量14 围护结构温差修正系数围护结构温差修正系数a值的大小，取决于非采暖房间或空间值的大小，取决于非采暖房间或空间的保温性能和透气状况。对于保温性能差和易于室外空气流通的的保温性能和透气状况。对于保温性能差和易于室外空气流通的情况，不采暖房间或空间的空气温度情况，不采暖房间或空间的空气温度 更接近于室外空气温度，更接近于室外空气温度，则则a值更接近于值更接近于1。2.3 2.3 温差修正系数温差修正系数温差修正系数温差修正系数a a

17、值值值值 q=KF(tn-th)=KF(tn-tw)第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量15围围 护护 结结 构构 特特 征征a外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等1.00闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等 0.90与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙(16层建筑层建筑)0.60与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙(730层建筑层建筑)0.50非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时0.7

18、5非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时0.60非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时0.40与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙0.70与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙0.40伸缩缝墙、沉降缝墙伸缩缝墙、沉降缝墙0.30防震缝墙防震缝墙0.70温差修正系数（温差修正系数（a）第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量16l此外，当两个相邻房间的温差此外，当两个相邻房间的温差大于或等于大于

19、或等于5时，应计算通过隔墙或楼板等的传热量。与相时，应计算通过隔墙或楼板等的传热量。与相邻房间的温差邻房间的温差小于小于5时，且通过隔墙或楼板时，且通过隔墙或楼板等的等的传热量大于该房间热负荷的传热量大于该房间热负荷的10%时时，尚应，尚应计算其传热量。计算其传热量。第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量17第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量2.4 2.4 围护结构的传热系数围护结构的传热系数K值值l地面的传热系数地面的传热系数(划分地带法）划分地带法）室内地面的传热系数室内地面的传热系数随着离外墙的远近的变化而变化。随着离外墙的远近的变化而变化。在在冬冬季季，室室

20、内内热热量量通通过过靠靠近近外外墙墙地地面面传传到到室室外外的的路路程程较较短短，热热阻阻较较小小；而而通通过过远远离离外外墙墙地地面面传传到到室室外外的的路路径径较较长长，热阻增大。热阻增大。在离外墙约在离外墙约8米以远的地面，传热量基本不变。米以远的地面，传热量基本不变。18地地 带带（W）（W）第一地带第一地带第二地带第二地带第三地带第三地带第四地带第四地带2.152.154.304.308.608.6014.214.20.470.470.230.230.120.120.070.07非保温地面的传热系数和热阻非保温地面的传热系数和热阻地面传热地带的划分地面传热地带的划分l（1）贴土非保温

21、地面）贴土非保温地面(组成地组成地面的各层材料中，导热系数均面的各层材料中，导热系数均大于大于1.16 W/m的保温层的保温层)第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量19l（2）贴土保温地面）贴土保温地面(组成地面的各层材料中，有导热系数小于组成地面的各层材料中，有导热系数小于1.16 W/m的保温层的保温层)各地带的热阻值，可按下式计算各地带的热阻值，可按下式计算l l m2/W（1-11）l式中式中 贴土保温地面的热阻，贴土保温地面的热阻，m2/W；l 非保温地面的热阻，非保温地面的热阻，m2/W（见表（见表1-5）；）；l 保温层的厚度，保温层的厚度，m；l 保温材料的导热系

22、数，保温材料的导热系数，W/m第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量20l（3）铺设在地垄墙上的保温地面各地带的换热）铺设在地垄墙上的保温地面各地带的换热阻值，可按下式计算阻值，可按下式计算l l m2/W 第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量21围护结构传热面积的尺寸丈量规则围护结构传热面积的尺寸丈量规则第二节第二节 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量2.5 2.5 维护结构传热面积的丈量维护结构传热面积的丈量 22五五 维护结构传热面积的丈量维护结构传热面积的丈量地下室面积的丈量地下室面积的丈量23第三节第三节 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量围护结构的

23、附加围护结构的附加耗热量耗热量朝向修正耗热量风力附加耗热量高度附加耗热量24第三节第三节 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量朝向修正耗热量产生原因朝向修正耗热量产生原因室内因阳光射入而得到的热量室内因阳光射入而得到的热量向阳面围护结构外表面温度升高。向阳面围护结构外表面温度升高。失热量减少失热量减少 向阳面围护结构，向阳面围护结构，K值较小值较小3.1 3.1 朝向修正耗热量朝向修正耗热量朝向修正耗热量朝向修正耗热量25第三节第三节 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量 围护结构的围护结构的基本耗热量基本耗热量，是在稳定条件下，是在稳定条件下，计算得出的。计算得出的。实际耗热量实际耗

24、热量会受到气象条件以及建筑物情会受到气象条件以及建筑物情况等各种因素影响而有所增减。由于这些因素况等各种因素影响而有所增减。由于这些因素影响，需要对围护结构基本能热量进行修正影响，需要对围护结构基本能热量进行修正26第三节第三节 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量 按围护结构的不同朝向，选择不同的朝向修正率按围护结构的不同朝向，选择不同的朝向修正率27第三节第三节 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量 风力附加耗热量风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。量的修正。在计算围护结构基本耗热量时，外表面换热系数是对应风速在计算围

25、护结构基本耗热量时，外表面换热系数是对应风速约为约为4m/s的计算值。我国大部分地区冬季平均风速一般为的计算值。我国大部分地区冬季平均风速一般为23m/s。因此，在一般情况下，不必考虑风力附加。因此，在一般情况下，不必考虑风力附加。只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别高出的建筑物，才考虑垂直的外围护结构及城镇、厂区内特别高出的建筑物，才考虑垂直的外围护结构附加附加510。3.2 3.2 风力附加耗热量风力附加耗热量风力附加耗热量风力附加耗热量 28第三节第三节 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量l高高度

26、度附附加加耗耗热热量量是是考考虑虑房房屋屋高高度度对对围围护护结结构构耗耗热热量量的的影响而附加的耗热量。影响而附加的耗热量。l计算方法：计算方法：民民用用建建筑筑筑筑和和工工业业辅辅助助建建筑筑物物(楼楼梯梯间间除除外外)的的高高度度附附加加率率，当当房房间间高高度度大大于于4m时时，高高出出1m应应附附加加2，但总的附加率不应大于，但总的附加率不应大于15。应应注注意意:高高度度附附加加率率，应应附附加加于于房房间间各各围围护护结结构构基本耗热量和其它附加基本耗热量和其它附加(修正修正)耗热量的总和上。耗热量的总和上。3.3 3.3 高度附加耗热量高度附加耗热量高度附加耗热量高度附加耗热量

27、29第三节第三节 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量综上所述：通过外围护结构的总耗热量可表示为综上所述：通过外围护结构的总耗热量可表示为高度附加率高度附加率朝向附加率朝向附加率风力附加率风力附加率30第四节第四节 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量 在在风风力力和和热热压压造造成成的的室室内内外外压压差差作作用用下下，室室外外的的冷冷空空气气通通过过门门、窗窗等等缝缝隙隙渗渗入入室室内内，被被加加热热后后逸逸出出。把把这这部部分分冷冷空空气气从从室室外外温温度度加加热热到到室室内内温温度度所所消消耗耗的的热热量量，称称为为冷冷风风渗渗透透耗耗热热量量 Q2。冷冷风风渗渗透透耗耗热热量量，在在设

28、设计计热热负负荷荷中中占占有有不不小的份额。小的份额。31 影响冷风渗透耗热量的因素很多，如门窗构影响冷风渗透耗热量的因素很多，如门窗构造、门窗朝向等。造、门窗朝向等。总的来说，对于多层总的来说，对于多层(六层及六层以下六层及六层以下)的建筑的建筑物，由于房屋高度不高，在工程设计中，冷风渗透物，由于房屋高度不高，在工程设计中，冷风渗透耗热量主要考虑风压的作用，可忽略热压的影响。耗热量主要考虑风压的作用，可忽略热压的影响。对于高层建筑，则应考虑风压与热压综合作用的结对于高层建筑，则应考虑风压与热压综合作用的结果。果。第四节第四节 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量32缝隙法的概念：缝隙法的概念：通过计

29、算不同朝向的门、窗缝隙长度以及从每来长缝通过计算不同朝向的门、窗缝隙长度以及从每来长缝隙渗入的冷空气量，确定其冷风渗透耗热量。隙渗入的冷空气量，确定其冷风渗透耗热量。第四节第四节 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量 L 经门窗缝隙渗入室内的总空气量，经门窗缝隙渗入室内的总空气量，m3/h；w供暖室外计算温度下的空气密度，供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3；Cp冷空气的定压比热容，冷空气的定压比热容，Cp1kJ/(kg)；0.278单位换算系数，单位换算系数，1kJ/h0.278W。33L0每米门窗缝隙渗入室内的空气量，按当地冬季每米门窗缝隙渗入室内的空气量，按当地冬季室外平均风速，室外平均风速

30、，m3/(m.h)l门、窗缝隙的计算长度，门、窗缝隙的计算长度，m；n渗透空气量的朝向修正系数。渗透空气量的朝向修正系数。第四节第四节 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量34第四节第四节 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量35门、窗缝隙的计算长度门、窗缝隙的计算长度当当房房间间仅仅有有一一面面或或相相邻邻两两面面外外墙墙全全部部计计人人其其门门、窗窗可可开启部分的缝隙长度；开启部分的缝隙长度；当当房房间间有有相相对对两两面面外外墙墙时时，仅仅计计入入风风量量较较大大一一面面的的缝缝隙；隙；当房间有三面外墙时，仅计入风量较大的两面的缝隙。当房间有三面外墙时，仅计入风量较大的两面的缝隙。当房间有四面外墙时，则

31、计入较多风向的当房间有四面外墙时，则计入较多风向的1/2外围护结外围护结构范围内的外门窗缝隙。构范围内的外门窗缝隙。第四节第四节 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量36第五节第五节 冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量 冷风侵入耗热量：冷风侵入耗热量：在冬季受风压和热压作用下，冷在冬季受风压和热压作用下，冷空气由开启的外门侵入室内，这部分冷空气加热到室内温空气由开启的外门侵入室内，这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量。度所消耗的热量。简化计算方法：简化计算方法：外门基本耗热量乘以附加率外门基本耗热量乘以附加率37l【例题例题1-1】图图1-8为徐州市某办公楼的平面图。试计算一层为徐州市某办公楼的平面图。试

32、计算一层101办公室的采暖设计热负荷。办公室的采暖设计热负荷。l已知条件：已知条件：l采暖室外计算温度采暖室外计算温度 -5；冬季室外风速：；冬季室外风速：3.6m/s。l室内计算温度：办公室室内计算温度：办公室 18，走廊不采暖。，走廊不采暖。l围护结构：围护结构：l外墙：一砖墙，外表面水泥砂浆抹面，内表面水泥砂浆抹面、白外墙：一砖墙，外表面水泥砂浆抹面，内表面水泥砂浆抹面、白灰粉刷、厚度均为灰粉刷、厚度均为20mm；l外窗：单层钢窗，外窗：单层钢窗，C3：1500 mm2300 mm。采用密封条封。采用密封条封窗。窗。l层高：层高：3.3m（从本层地面上表面算到上层地面上表面）；（从本层地

33、面上表面算到上层地面上表面）；l地面：不保温地面；地面：不保温地面；第六节第六节 供暖设计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题38l【解解】1.围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量Q1l(1)南外墙：南外墙：l 查附录查附录1-5得：外墙传热系数得：外墙传热系数K2.08 W/(m2.)，温差修正系数，温差修正系数1l传热面积传热面积F（3.3+0.12）3.3-1.52.37.84(m2)l按公式（按公式（1-1）计算南外墙的基本耗热量：）计算南外墙的基本耗热量：lq1,jKF(tntw）12.087.8418-(-5)375.07（W)l南向的朝向修正率，取南向的朝向修正率，取-15%

34、l朝向修正耗热量朝向修正耗热量q1,ch375.07（-0.15）-56.26（W)l本办公楼不需进行风力修正，高度未超过本办公楼不需进行风力修正，高度未超过4m，不需进行高度修正，不需进行高度修正l南外墙的实际耗热量：南外墙的实际耗热量：q1q1,j+q1,ch375.07-56.26318.81（W）第六节第六节 供暖设计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题40l(2)南外窗：南外窗：l查附录查附录15得：南外窗传热系数得：南外窗传热系数K6.40 W/(m2.)，温差修正系数，温差修正系数1l传热面积传热面积F1.52.33.45(m2)l基本耗热量基本耗热量q1,jKF(tntw)16

35、.403.4518-(-5)507.84（W)l朝向修正耗热量朝向修正耗热量q1,ch为：为：q1,ch 507.84（-0.15）-76.18（W)l南外窗实际耗热量：南外窗实际耗热量：lq1 q1,j+q1,ch 507.84-76.18431.66（W)第六节第六节 供暖设计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题41l(3)西外墙西外墙：l外墙传热系数外墙传热系数K2.08 W/(m2.)，温差修正系数，温差修正系数 1l传热面积传热面积F（6.6+0.12）3.322.18(m2)l基本耗热量基本耗热量q1,j KF(tntw)12.0822.18(18+5)1061.09（W)l西向的

36、朝向修正率，取西向的朝向修正率，取-10%l朝向修正耗热量：朝向修正耗热量：q1,ch 1061.09（-0.1）-106.11（W)l西外墙的实际耗热量：西外墙的实际耗热量：lq1 q1,j+q1,ch 1061.09-106.11954.98（W）第六节第六节 供暖设计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题42l(2)南外窗：南外窗：l查附录查附录15得：南外窗传热系数得：南外窗传热系数K6.40 W/(m2.)，温差修正系数，温差修正系数1l传热面积传热面积F1.52.33.45(m2)l基本耗热量基本耗热量q1,jKF(tntw)16.403.4518-(-5)507.84（W)l朝向修

37、正耗热量朝向修正耗热量q1,ch为：为：q1,ch 507.84（-0.15）-76.18（W)l南外窗实际耗热量：南外窗实际耗热量：lq1 q1,j+q1,ch 507.84-76.18431.66（W)第六节第六节 供暖设计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题43l（4）北内墙）北内墙l查附录得查附录得:内墙的传热系数内墙的传热系数K1.72 W/(m2.)l 查表，温差修正系数查表，温差修正系数0.7l 传热面积传热面积F（3.3+0.12）3.3-1.22.68.17(m2)l基本耗热量基本耗热量q1,j KF(tntw)l 0.71.728.17(18+5)226.24（W)第六节第

38、六节 供暖设计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题44l（5）北内门）北内门l查附录查附录:门传热系数门传热系数K2.91 W/(m2.)l温差修正系数温差修正系数0.7l传热面积传热面积F1.22.63.12(m2)l基本耗热量基本耗热量q1,j KF(tntw)0.72.913.12(18+5)146.18（W)l（6）地面）地面l地面划分地带如图下图所示：地面划分地带如图下图所示：第六节第六节 供暖设计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题45l地带：第一地带传热系数地带：第一地带传热系数K10.47 W/(m2.)F1（3.3+0.12）2+（6.6+0.12）220.28(m2)l第一

39、地带传热耗热量：第一地带传热耗热量：q1 KF(tntw)0.4720.2818-(-5)219.23（W)l第二地带传热系数第二地带传热系数K20.23 W/(m2.)F2（3.3-0.12-2）（6.6-0.12-2）5.28(m2)l第二地带传热耗热量：第二地带传热耗热量：q2 KF(tntw)0.235.2818-(-5)27.93（W)l地面的传热耗热量：地面的传热耗热量：q q1+q2 219.23+27.93247.16（W)第六节第六节 供暖设计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题46l101室房间围护结构的总传热耗热量：室房间围护结构的总传热耗热量：Q1=318.81+431

40、.66+954.98+226.24+146.18+247.16=2325.03(w)第六节第六节 供暖设计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题47l2.冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量l按缝隙法计算：按缝隙法计算：l(1)南外窗，如下图南外窗，如下图l外窗为三扇，带上亮，两侧窗扇可开启，中间一扇固定。外窗为三扇，带上亮，两侧窗扇可开启，中间一扇固定。l外窗缝隙总长度为：外窗缝隙总长度为：ll1.84+0.549.2(m)（包括气窗）（包括气窗）l查表在查表在V3m/s的风速下单层钢窗每米缝隙每小时渗入的冷空气的风速下单层钢窗每米缝隙每小时渗入的冷空气量为量为2.6 m3/(m.h)l由于采用密封条

41、封窗，渗入量减少为由于采用密封条封窗，渗入量减少为0.6倍：倍：lL0=2.60.61.56（m3/(m.h)）l根据根据tw-5，查得，查得w1.513kg/m3l朝向修正系数，南向取朝向修正系数，南向取n0.40l按计算南外窗的冷空气渗入量：按计算南外窗的冷空气渗入量：lLL0ln1.569.20.45.74（m3/h）第六节第六节 供暖设计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题48l南外窗的冷风渗透耗热量：南外窗的冷风渗透耗热量：lQ20.278Cpw.L（tn-tw）0.27811.5135.7418-(15)55.53(W)101房间采暖设计热负荷房间采暖设计热负荷第六节第六节 供暖设

42、计热负荷计算例题供暖设计热负荷计算例题4950第九节第九节 高层建筑供暖设计热负荷计算简介高层建筑供暖设计热负荷计算简介l1楼梯间及竖井热压分楼梯间及竖井热压分布线布线 2各层外窗热压分布线各层外窗热压分布线 理论热压理论热压 式中式中 理论热压，理论热压，Pa 热压作用原理图热压作用原理图曲线曲线1楼梯间及竖井热压分布线；楼梯间及竖井热压分布线；曲线曲线2各层外窗热各层外窗热压分布线压分布线曲线曲线2各层外窗热压分布线各层外窗热压分布线51 冬季建筑物的内、外温度不同，冬季建筑物的内、外温度不同，由于空气的密度差，室外空气在底由于空气的密度差，室外空气在底层一些楼层的门窗缝隙进入，通过层一些

43、楼层的门窗缝隙进入，通过建筑物内部楼梯间等竖直贯通通道建筑物内部楼梯间等竖直贯通通道上升，然后通过顶层一些楼层的门上升，然后通过顶层一些楼层的门窗缝隙排除。这种引起空气流动的窗缝隙排除。这种引起空气流动的压力称为压力称为热压热压。第九节第九节 高层建筑供暖设计热负荷计算简介高层建筑供暖设计热负荷计算简介52 P Pr r理论热压，理论热压，PaPa；w w供暖室外计算温度下的空气密度，供暖室外计算温度下的空气密度，kg/mkg/m3 3 ；n n形成热压的室内空气柱密度，形成热压的室内空气柱密度，kg/mkg/m3 3；h h 计算高度，计算高度，m m；h hz z 中和面标高，中和面标高，

44、m m；指室内外压差为零的界面。通常在纯热压作用下，可近似取建筑物；指室内外压差为零的界面。通常在纯热压作用下，可近似取建筑物高度的一半。高度的一半。g g重力加速度，重力加速度，g g9.81 m/s9.81 m/s2 2(1)(1)理论热压计算理论热压计算 假设沿建筑物各层完全畅通，热压主要由室外空气与楼梯间等竖假设沿建筑物各层完全畅通，热压主要由室外空气与楼梯间等竖直贯通通道空气之间的密度差造成。建筑物内、外空气密度差和高度直贯通通道空气之间的密度差造成。建筑物内、外空气密度差和高度差形成的理论热压，可按下式计算差形成的理论热压，可按下式计算 当门窗中心处于中和面以下时，热压为正值，室外

45、空气压力高于室内空气压当门窗中心处于中和面以下时，热压为正值，室外空气压力高于室内空气压力，冷空气由室外渗入室内；反之，室内空气压力高于室外空气压力，热空气由力，冷空气由室外渗入室内；反之，室内空气压力高于室外空气压力，热空气由室内渗出室外。室内渗出室外。一、热压的作用一、热压的作用一、热压的作用一、热压的作用53(2)(2)实际热压差计算实际热压差计算热压系数热压系数cr 取值表取值表 内部隔断情况 开敞空间 有内门或房门 有前室门、楼梯间门或走廊两端设门 密闭性差 密闭性好 密闭性差 密闭性好 cr1.0 1.00.8 0.80.6 0.60.4 0.40.2 c cr r ：热压系数，与

46、空气从底层部分渗：热压系数，与空气从底层部分渗入而从顶层部分渗出的流通路程的阻力入而从顶层部分渗出的流通路程的阻力状况有关。状况有关。一、热压的作用一、热压的作用一、热压的作用一、热压的作用曲线曲线1楼梯间及竖井热压分布线；楼梯间及竖井热压分布线；曲线曲线2各层外窗热压分布线各层外窗热压分布线54 1.1.风压风压高层建筑遇到的特殊问题之一，就是需要考虑风速随高度高层建筑遇到的特殊问题之一，就是需要考虑风速随高度的变化。当风吹过建筑物时，空气会经过迎风面方向的门窗缝的变化。当风吹过建筑物时，空气会经过迎风面方向的门窗缝隙渗入，而从背风向的缝隙渗出。冷风渗透量取决于门窗两侧隙渗入，而从背风向的缝

47、隙渗出。冷风渗透量取决于门窗两侧的风压差，它们的关系是由实验来确定的。的风压差，它们的关系是由实验来确定的。二、风压的作用二、风压的作用二、风压的作用二、风压的作用55v vh h 高度高度h h处的风速，处的风速，m/sm/s；v v0 0 高度高度h h0 0处的风速，处的风速，m/sm/s；h h0 0 基准高度，基准高度，h=10mh=10m；幂指数，与地面的粗糙度有关，幂指数，与地面的粗糙度有关，一般可取一般可取0.20.2。(1)(1)室外风速室外风速 二、风压的作用二、风压的作用二、风压的作用二、风压的作用56(2)(2)理论风压差理论风压差(3)(3)有效风压差有效风压差c c

48、f f风压差系数，一般取风压差系数，一般取cf=0.7 二、风压的作用二、风压的作用二、风压的作用二、风压的作用57l实际作用的冷风渗透现象，都是风压与热压共同作用的结果。实际作用的冷风渗透现象，都是风压与热压共同作用的结果。理论推导在风压与热压共同作用下，建筑物各层各朝向的门理论推导在风压与热压共同作用下，建筑物各层各朝向的门窗冷风渗透量时，考虑了下列几个假设条件窗冷风渗透量时，考虑了下列几个假设条件 l1.建筑物各层门窗两侧的有效作用热压差仅与该层所在的高建筑物各层门窗两侧的有效作用热压差仅与该层所在的高度位置、建筑物内部竖井空气温度和室外温度所形成的密度度位置、建筑物内部竖井空气温度和室

49、外温度所形成的密度差、以及热压差系数差、以及热压差系数Cr值大小有关，而与门窗所处的朝向无值大小有关，而与门窗所处的朝向无关。关。l2.建筑物各层不同朝向的门窗，由于风压作用所产生的计算建筑物各层不同朝向的门窗，由于风压作用所产生的计算冷风渗透量是不相等的，需要考虑渗透空气量的朝向修正系冷风渗透量是不相等的，需要考虑渗透空气量的朝向修正系数。数。三、热压与风压的综合作用三、热压与风压的综合作用三、热压与风压的综合作用三、热压与风压的综合作用581.1.p与单位缝隙长度渗透空气量与单位缝隙长度渗透空气量 L之间的关系之间的关系aa外门窗缝隙渗风系数外门窗缝隙渗风系数bb外门窗缝隙渗风指数。木窗，

50、外门窗缝隙渗风指数。木窗，b=0.56b=0.56；钢窗，；钢窗，b=0.67b=0.67；铝窗，；铝窗，b=0.78b=0.78三、热压与风压的综合作用三、热压与风压的综合作用三、热压与风压的综合作用三、热压与风压的综合作用59C Ch h高度修正系数高度修正系数,当当h 10mh-1c-1时，若时，若m0m0m0，则该朝向有冷风渗透。，则该朝向有冷风渗透。h h计算层门、窗中心线标高，计算层门、窗中心线标高，m m。分母中。分母中h h是计算风压差时的取值。是计算风压差时的取值。当当h h 10m 10m时，仍应按基准高度时，仍应按基准高度 h h10m 10m 取值；取值；三、热压与风压